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struCture éleCtronique des atomes
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L'atome est une particule
de masse spécifique.
L'atome est constitué
d'électrons baignant
dans une «
mer
» positive.
Le noyau, au centre
de l'atome, concentre
la quasi-totalité de
la masse de l'atome.
Les électrons sont
considérés comme
des nuages de forme et
de densité variables.
Les électrons
se déplacent
en orbites fixes
autour du noyau.
Modèle de Dalton (1803)
La théorie atomique de
Daltondécouledumodèle
leplussimple,fondésurdes
résultats expérimentaux.
Bien que ce modèle n'ait
paspermisd'estimerlataille
desatomes,iltenaitcompte
decaractéristiquesdontcer
tainesdemeurentencoreva
lables:lesatomessonttrèspetits,indivisibles(dansune
certainemesure)etpossèdentunemassespécifique.
Modèle de Thomson (1904)
La découverte des parti
culesélectriquesapportaun
élément évolutif majeur à
lathéorieatomique:onsut
désormais que l'atome est
constituéd'unesphèreélec
triquepositivedanslaquelle
sontimmergéslesélectrons,
ennombreégalàlacharge
positive.Laquasitotalitéde
lamassed'unatomeestas
sociéeaveclachargepositive.Aveccemodèle,l'atome
étaitentraindeperdresonhomogénéité.
Modèle de Rutherford (1911)
À partir d'expériences uti
lisantlesparticules
pour
bombarder les atomes,
Rutherfordproposaunmo
dèle de l'atome rempli de
vide! Il émit l'hypothèse
que la charge électrique
positive d'un atome est
concentrée dans un très
petit volume, le noyau,
renfermant environ 99%
delamassedel'atome.Unevingtained'annéesplus
tard,ondécouvritquelenoyauétaitenfaitcomposé
deprotons,constituantlachargepositivedel'atome,
etdeneutrons,particulessanscharge.
Les modèles atomiques : une « personnalité » de plus en plus complexe de l'électron
Aveclaprésentationdumodèledelathéoriequantique,nouscroyonsnécessairedefairelepointsurlesmodèles
atomiques,nonseulementpourmontrerleurévolution,maisaussipourfaireressortirqu'iln'estpasfacilede
saisirlaréalitéquisecachederrièrelemodèleleplusrécent.
Modèle de Bohr (1913)
Grâce à la découverte des
spectresderaies,lemodèle
atomique se raffina. Bohr
apporta des éléments sup
plémentaires concernant,
cettefois,lemouvementdes
électrons, qui se déplacent
enorbitescirculairesstables,
et leur énergie, déterminée
par un nombre entier, n.
LemodèledeBohrreposait
principalementsurlamécaniqueclassique.Toutefois,
certainsélémentsdumodèle,commel'existenced'or
bites stationnaires, ne pouvaient s'expliquer par les
théoriesditesclassiques.
Modèle de la mécanique quantique (1920-1927)
AvecdeBroglie,Heisenberg
et Schrödinger, le modèle
del'atomeatteintsarepré
sentationactuelle.Onydé
critl'étatdel'électronavec
uneprécisionremarquable,
mais à la fois onde et cor
puscule.Sescaractéristiques
sont,pourainsidire,insai
sissables. C'est pourquoi
on décrit sa position par
rapportaunoyauenterme
de régions de probabilité,
désignées orbitales. Ainsi,
lanaturedecenuageélec
troniquedemeurequelquepeufloue;ilestcomposé
d'uneoudeplusieursparticulesenmouvement(de
masse égale à 9,1
×10
-31
kg, au repos!) emportant
leuronde.
Malgrésonincongruité, lemodèlefonctionne,pour
ainsi dire. Il rend compte notamment du dédouble
mentdelaplupartdesraiesspectralesainsiquedes
propriétés magnétiques de certaines espèces chimi
ques. Le spin électronique a même des applications
enspectroscopiegrâceàsarésonance.
chimique
UNPEUDECULTURE...
Enconclusion,mêmesiunmodèleatomiquepermetd'expliquerunefouledephénomènes,ilnedemeuretou
joursqu'unmodèle.Quelleréalitésecachederrièrelui?Nulnelesait,car«voir»l'infinimentpetit(
10
-10
m)
n'estpasunesinécure.Unedifficultéanalogueconfronted'ailleurslesscientifiquesdansl'infinimentgrand.Les
modèlesdubig-bang etdelamécaniquequantiquenesontpasdesdogmes.Ilsserontsûrementraffinés,et
probablementremplacésunjour,carlasciencen'estnistatiqueniimmuable.
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